LASTSTUFENSCHALTER MIT MINDESTENS ZWEI VAKUUMSCHALTRÖHREN UND ANTRIEB FÜR EINEN LASTUMSCHALTER MIT MINDESTENS ZWEI VAKUUMSCHALTRÖHREN

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laststufenschalter mit mindestens zwei Vakuumschaltröhren. Der Laststufenschalter umfasst einen Wähler zur Anwahl einer jeweiligen Wicklungsanzapfung eines Stufentransformators, einen Lastumschalter zur Umschaltung von der beschalteten Wicklungsanzapfung auf die jeweils vorgewählte Wicklungsanzapfung, eine drehbare Antriebswelle, die mit dem Wähler mechanisch gekoppelt ist und ein Getriebe zur Betätigung eines beweglichen Kontakts einer jeweiligen Vakuumschaltröhre. Die Erfindung betrifft ferner einen Antrieb für einen Lastumschalter mit mindestens zwei Vakuumschaltröhren.

[0002] Laststufenschalter der eingangs beschrieben Art sind im Stand der Technik allseits bekannt und gebräuchlich. Sie dienen zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen von Stufentransformatoren.

[0003] Solche Laststufenschalter bestehen aus einem Lastumschalter und einem darunter angeordneten Wähler. Der Wähler dient zur leistungslosen Anwahl der jeweiligen neuen Wicklungsanzapfung des Stufentransformators, auf die umgeschaltet werden soll. Der Lastumschalter dient zur nachfolgenden, schnellen und unterbrechungslosen Umschaltung von der beschalteten auf die neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung. Der gesamte Laststufenschalter wird von einem Motorantrieb bei der Umschaltung betätigt. Eine sich drehende Antriebswelle bewegt kontinuierlich den Wähler, gleichzeitig wird ein Kraftspeicher des Lastumschalters aufgezogen. Ist der Kraftspeicher vollständig aufgezogen, d. h. gespannt, wird er entklinkt, gibt seine Energie schlagartig frei und betätigt im Zeitraum von Millisekunden (ms) den Lastumschalter.

[0004] Bei der beschriebenen Lastumschaltung vollführt der Lastumschalter eine spezifische Schaltsequenz, d. h. verschiedene Schaltkontakte und Widerstandskontakte werden in bestimmter zeitlicher Reihenfolge nacheinander bzw. überlappend betätigt. Die Schaltkontakte dienen dabei zur direkten Verbindung der jeweiligen Wicklungsanzapfung mit der Lastableitung, die Widerstandskontakte zur kurzzeitigen Beschaltung, d. h. Überbrückung mittels eines oder mehrerer Überschaltwiderstände. Vorteilhafterweise werden Vakuumschaltröhren als Schaltelemente zur Lastumschaltung eingesetzt. Dies beruht darauf, dass die Verwendung von Vakuumschaltröhren zur Lastumschaltung eine Lichtbogenbildung im Öl und damit die Ölverschmutzung des Lastumschalteröles verhindert, wie beispielsweise in DE 195 10 809 C1, DE 40 11 019 C1, DE 42 31 353 A1 und DE 10 2007 004 530 A1 beschrieben.

[0005] Ein derartiger Laststufenschalter mit Vakuumschaltröhren ist auch in DE 10 2009 043 171 A1 offenbart. Hier trägt ein Lastumschalter eine Antriebswelle mit mindestens einer Kurvenscheibe. Die Kurvenscheibe weist mehrere Steuerkurven auf, wobei zwei an der Kurvenscheibe stirnseitig angeordnete Steuerkurven eine von einer Kreisform abweichende Kontur nach Art von Nocken aufweisen, an der kontaktschlüssig jeweils eine über einen Kipphebel mit einer Vakuumschaltröhre verbundene Rolle geführt wird, die die profilierte Kontur der jeweiligen Steuerkurve abgreift.

[0006] WO 1994 002 955 A1 beschreibt einen Stufenschalter für Stufentransformatoren mit zwei beweglichen Wählerkontakten. Dem ersten beweglichen Wählerkontakt ist mindestens ein den Laststrom schaltender und diesen dauernd führender Vakuumschalter nachgeschaltet. Dem zweiten der beweglichen Wählerkontakte ist ein den Ausgleichsstrom zwischen zwei benachbarten Anzapfungen des Stufentransformators schaltender und diesen kurzzeitig führender Schalter in Reihe mit einem Überschaltwiderstand nachgeschaltet. In Ruhestellung liegen die beweglichen Wählerkontakte an derselben Anzapfung. Die beweglichen Wählerkontakte sind voneinander unabhängig und ohne gegenseitige Kopplung und Beeinflussung bewegbar. Der zweite bewegliche Wählerkontakt erreicht bei jeder Schaltbewegung unabhängig von der Schaltrichtung den neuen Festkontakt, bevor der erste Wählerkontakt den bisherigen Festkontakt verlässt. Der zweite bewegliche Wählerkontakt ist direkt von einer Antriebswelle kontinuierlich betätigbar. Der erste bewegliche Wählerkontakt ist nach Auslösung eines Kraftspeichers der Bewegung des zweiten beweglichen Wählerkontaktes sprungartig nachführbar. Der Kraftspeicher ist von der Antriebswelle spannbar. Beide bewegliche Wählerkontakte sind unabhängig voneinander linear beweglich derart geführt, dass jeweils alle linear angeordneten Festkontakte überstreichbar sind. Die Festkontakte erstrecken sich längs einer linearen Bahn in das Innere des Stufenschalters und sind durch einen verschiebbaren Schaltmechanismus beschaltbar, der von einer mit einer Gewindespindel in Verbindung stehenden Antriebswelle angetrieben wird. Der Schaltmechanismus besteht aus einem direkt kontinuierlich von der Gewindespindel antreibbaren Aufzugsschlitten und einem durch diesen mittels eines Federenergiespeichers aufziehbaren Abtriebsteil, das nach Auslösung sprungartig dem Aufzugsschlitten nachläuft.

[0007] EP 0 355 814 A2 beschreibt einen Laststufenschalter mit einem Kraftspeicher, mehreren Schaltern in Gestalt von Vakuumschaltröhren und einem Schalterantriebsmechanismus. Der Schalterantriebsmechanismus umfasst eine Kurvenscheibe und für jede Vakuumschaltröhre einen Abtaster, der die Kurvenscheibe abtastet und an die bewegliche Elektrode der jeweiligen Vakuumschaltröhre gekoppelt ist.

[0008] GB 673 804 A beschreibt einen Laststufenschalter mit einem Motor, einer an den Motor gekoppelten Antriebswelle, einer an die Antriebswelle gekoppelten Spindel, einer auf der Spindel axial geführten Spindelmutter, einem an der Spindelmutter befestigten Bewegtkontakt, einer den Bewegtkontakt axial führenden Kontaktstange und mehreren Stufenkontakten, die parallel zu der Kontaktstange angeordnet sind.

[0009] Aufgabe der Erfindung ist daher, einen platzsparenden Laststufenschalter mit mindestens zwei Vakuumschaltröhren, der gleichzeitig eine störungsunanfällige, sichere und schnelle Lastumschaltung gewährleistet und einen langlebigen Betrieb ermöglicht, sowie einen Antrieb für einen Lastumschalter mit mindestens zwei Vakuumschaltröhren zu schaffen, der eine fehlerfreie, sichere und schnelle Lastumschaltung gewährleitet.

[0010] Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.

[0011] Der erfindungsgemäße Laststufenschalter mit mindestens zwei Vakuumschaltröhren umfasst einen Wähler zur Anwahl einer jeweiligen Wicklungsanzapfung eines Stufentransformators und einen Lastumschalter zur Umschaltung von der beschalteten Wicklungsanzapfung auf die jeweils vorgewählte Wicklungsanzapfung. Ferner weist der Laststufenschalter eine drehbare Antriebswelle, die mit dem Wähler mechanisch gekoppelt ist, und ein Getriebe zur Betätigung eines beweglichen Kontakts einer jeweiligen Vakuumschaltröhre auf.

[0012] Erfindungsgemäß ist jeweils eine in Richtung einer Achse der jeweiligen Vakuumschaltröhre bewegliche und mit dem beweglichen Kontakt gekoppelte Spindel vorgesehen, die über das Getriebe betätigbar ist.

[0013] Anzumerken ist, dass der bewegliche Kontakt aus einem oberen Stößel und weiteren zur elektrischen Übertragung bestehenden Bauteilen besteht. Zudem weist jede Vakuumschaltröhre einen unteren Stößel auf. D. h., die Axialbewegung der Spindel wird auf den beweglichen Kontakt übertragen, so dass der bewegliche Kontakt mit dem unteren Stößel koppelbar ist. Somit ist dann eine elektrische Leitfähigkeit gegeben und der Stromkreis ist geschlossen. Eine Öffnung des Stromkreises erfolgt entgegengesetzt, d. h. beweglicher Kontakt und unterer Stößel in jeder Vakuumschaltröhre sind beabstandet zueinander. Auf eine nähere Beschreibung und Darstellung des beweglichen Kontakts und des unteren Stößels in jeder Vakuumschaltröhre wurde verzichtet, da diese im Stand der Technik allseits bekannt und gebräuchlich sind.

[0014] Das Getriebe weist mindestens eine Kurvenscheibe, eine Spindelmutter und mindestens einen auf der Spindelmutter in Richtung der Achse ausgebildeten Mitnehmer auf. Die Spindeimutter ist axial fest, aber drehbar gelagert. Der mindestens eine Mitnehmer, im Maschinenwesen auch Stift bzw. Mitnehmerstift genannt, ist derart auf der Spindelmutter ausgebildet, dass er bei einer Drehbewegung die Spindelmutter ebenfalls in eine Drehbewegung versetzt, also mitnimmt. Die Spindelmutter wiederum setzt die Drehbewegung in eine Axialbewegung der Spindel um.

[0015] Um eine kontinuierliche Drehbewegung der Antriebswelle in interemittierende Drehbewegungen bzw. die Zahl der Drehbewegungen der Spindelmutter bei einer Lastumschaltung einer jeweiligen Vakuumschaltröhren entsprechend zu ändern, trägt in einer ersten Ausführungsform die mindestens eine Kurvenscheibe mindestens eine Nocke, d. h. die Kurvenscheibe weist dabei eine von ihrer Kreisform abweichende Kontur auf. Somit wirkt bei einer Drehbewegung einer Kurvenscheibe mindestens ein Mitnehmer mit der Nocke zusammen, nämlich derart, dass der mindestens eine Mitnehmer bei einer Drehbewegung der Kurvenscheibe in die Nocke greift. Der Mitnehmer wird derart lange in der Nocke mitgenommen bis er wieder aus der Nocke austritt.

[0016] In einer weiteren Ausführungsform, um die Drehbewegungen bei Lastumschaltungen zu ändern, trägt eine erste Kurvenscheibe eine erste Nocke und eine zweite Kurvenscheibe eine zweite Nocke. Die erste Nocke wirkt dabei mit dem mindestens einen ersten Mitnehmer und die zweite Nocke mit dem mindestens einen zweiten Mitnehmer der Spindelmutter zusammen.

[0017] Insbesondere ist das in den beiden Ausführungsformen beschriebene Getriebe ein Kurvenschrittgetriebe.

[0018] In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eine Lagerung für die Spindel und die Spindelmutter vorgesehen, die als ein Wälzlager, Gleitgewindetrieb und/oder Kugelgewindetrieb ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die mindestens eine Lagerung ein Kugelgewindetrieb. Kugelgewindetriebe zeichnen sich dadurch aus, dass zwischen der Spindelmutter und der Spindel sich Wälzkörper in Form von Kugeln in Laufrillen abrollen und so Bewegungen mit einem hohen Wirkungsgrad sichern. Im Vergleich zu konventionellen Gleitgewindetrieben, oder sogenannten Wälzschraubtrieben, wird durch die Punktanlage der Kugeln die Antriebsleistung reduziert, ein Verschleiß der Wälzkörperlaufbahnen verringert, eine erreichbare Verfahrgeschwindigkeit gesteigert und eine höhere Positioniergenauigkeit ermöglicht.

[0019] In einer weiteren Ausführungsform ist eine Verdrehsicherung vorgesehen, die die Spindel gegen ein Verdrehen sichert. Diese Verdrehsicherung kann beispielsweise ein Rollenlager oder eine Axialsicherung als Hülse sein. Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass auch andere Verdrehsicherungen denkbar sind, da verschiedene Sicherungen gegen ein Verdrehen einer Spindel im Stand der Technik offenbart sind.

[0020] In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist eine Druckfeder zwischen der Spindel und dem beweglichen Kontakt angeordnet, die den beweglichen Kontakt in Richtung der Achse mechanisch vorspannt. Dies beruht darauf, dass bei einer Lastumschaltung zwischen dem beweglichen Kontakt und der Spindel zahlreiche kleine Entladungen stattfinden, so dass es an den beiden Bauteilen zu einem wechselseitigen Materialabtrag, auch Kontakt- oder Elektrodenabbrand genannt, kommt. Die Druckfeder soll dabei die durch den Materialabtrag bedingte Veränderung des Abstandes zwischen den Kontakten ausgleichen und somit für einen Lastumschalter konstante Bedingungen schaffen.

[0021] Zum Ausgleich der durch den Kontaktabbrand entstehenden Veränderung des Axialweges, den jeder bewegliche Kontakt bei seiner durch die Spindel eingeleiteten Kraftfluss bewirkten Axialbewegung zurücklegt, ist in einer Lagereinheit zur Lagerung des beweglichen Kontakts ferner ein Axialspiel zwischen der Lagereinheit und dem beweglichen Kontakt vorgesehen.

[0022] Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Laststufenschalters besteht darin, dass bei einer Lastumschaltung lediglich axiale Bewegungen jedes beweglichen Kontakts und jeder mit diesem gekoppelte Spindel auszuführen sind. Somit ist ein schneller, sicherer und verkantungsfreier Hub zum Öffnen und Schließen der Vakuumschaltröhren möglich. Gleichzeitig ist durch die oben beschriebene gesteigerte Verfahrgeschwindigkeit der Spindel ebenfalls ein schneller Hub gewährleistet.

[0023] Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Laststufenschalters ist, dass durch die axiale Anordnung von jedem beweglichen Kontakt und Spindel, weitere Bauelemente von mechanischen Schaltern, wie beispielsweise Kipphebel, Unterbrecher, etc. entfallen können.

[0024] Der erfindungsgemäße Antrieb für einen Lastumschalter mit mindestens zwei Vakuumschaltröhren umfasst eine drehbare Antriebswelle und ein Getriebe zur Betätigung eines beweglichen Kontakts einer jeweiligen Vakuumschaltröhre. Jeweils eine Spindel ist mit dem beweglichen Kontakt mechanisch gekoppelt, wobei die Spindel über das Getriebe drehbar ist, so dass eine Bewegung des Kontakts in Richtung einer Achse der jeweiligen Vakuumschaltröhre bewirkbar ist. Das Getriebe weist mindestens eine Kurvenscheibe, die jeweils mindestens eine Nocke trägt, eine Spindelmutter und mindestens einen auf der Spindelmutter in Richtung der Achse ausgebildeten Mitnehmer auf, der mit der mindestens einen Nocke der jeweiligen Kurvenscheibe zusammenwirkt. Vorteilhafterweise ist durch die axiale Anordnung von jedem beweglichen Kontakt und Spindel, d. h. es müssen keine Kräfte mehr über weitere mechanische Schalter umgeleitet werden, eine fehlerfreie, sichere und schnelle Lastumschaltung möglich.

[0025] Nachfolgend sind die Erfindung und ihre Vorteile unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:

FIG. 1

eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laststufenschalters bei einem offenen Stromkreis;

FIG. 2

eine schematische Perspektivansicht des Laststufenschalters nach Fig. 1 bei einem geschlossenen Stromkreis;

FIG. 3

eine Seitenansicht eines Lastumschalters des erfindungsgemäßen Laststufenschalters bei einem offenen Stromkreis, wobei eine Druckfeder zwischen einer Spindel und dem beweglichen Kontakt angeordnet ist; und

FIG. 4

eine Seitenansicht des Lastumschalters nach Fig. 3 bei einem geschlossenen Stromkreis.

[0026] In den Figuren sind für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung identische Bezugszeichen verwendet. Ferner sind der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind.

[0027] Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laststufenschalters 1. Der Laststufenschalter 1 zeigt hier aus Übersichtlichkeitsgründen nur eine Vakuumschaltröhre 3, wobei der Laststufenschalter 1 aber stets mindestens zwei Vakuumschaltröhren 3 aufweist. Ein Wähler 7 dient zur Anwahl einer jeweiligen Wicklungsanzapfung n, n+1 eines Stufentransformators 9. Ein Lastumschalter 5 bewirkt die Umschaltung von der beschalteten Wicklungsanzapfung n auf die jeweils vorgewählte Wicklungsanzapfung n+1. Ferner weist der Laststufenschalter 1 eine drehbare Antriebswelle 11 auf. Ein Getriebe 15, das mit der Antriebswelle 11 verbunden ist, dient zur Betätigung eines beweglichen Kontakts 17 (in Fig. 3 und Fig. 4 detaillierter dargestellt), der in einer jeweiligen Vakuumschaltröhre 3 realisiert ist. Die Antriebswelle 11 ist mit dem Wähler 7 mechanisch gekoppelt und bewegt diesen kontinuierlich. Zugleich wird ein Kraftspeicher 13 des Lastumschalters 5 aufgezogen. Ist der Kraftspeicher 13 vollständig aufgezogen, wird er entklinkt, gibt seine Energie schlagartig frei und betätigt im ms-Bereich über die Antriebswelle 11 den Lastumschalter 5.

[0028] Erfindungsgemäß ist jeweils eine in Richtung einer Achse A der jeweiligen Vakuumschaltröhre 3 bewegliche und mit dem beweglichen Kontakt 17 gekoppelte Spindel 19 vorgesehen, die über das Getriebe 15 betätigbar ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, ragt die Spindel 19 in Richtung der Achse A im Vergleich zu Fig. 2 über eine Ebene E hinaus, so dass der beweglichen Kontakt 17 zu einem unteren Stößel 39 der Vakuumschaltröhre 3 beabstandet ist (s. hierzu Fig. 3). Somit ist der Stromkreis offen und es fließt kein Strom.

[0029] Das Getriebe 15 weist in dieser Ausführungsform eine erste Kurvenscheibe 21A und eine zweite Kurvenscheibe 21B, eine Spindelmutter 23 und drei auf der Spindelmutter 23 in Richtung der Achse A ausgebildete Mitnehmer 25A, 25B auf. Denkbar ist aber auch, dass weitere Ausführungsformen mehr als nur zwei Kurvenscheiben 21A, 21B oder mehr oder weniger als drei auf der Spindelmutter 23 ausgebildete Mitnehmer 25A, 25 B aufweisen.

[0030] Um kontinuierliche Drehbewegungen der Antriebswelle 11 in Drehbewegungen der Spindelmutter 23 bei einer Lastumschaltung zu ändern, tragen die erste und die zweite Kurvenscheibe 21A, 21B jeweils eine erste bzw. zweite Nocke 27A, 27B. Andere Ausführungsformen können auch mehr als nur eine Nocke 27A, 27B an jeder Kurvenscheibe 21A, 21B aufweisen.

[0031] Bei einer Drehbewegung w wirkt somit die erste Nocke 27A der ersten Kurvenscheibe 21A mit mindestens einem der zwei Mitnehmer 25A und die zweite Nocke 27B der zweiten Kurvenscheibe 21B mit dem zweiten Mitnehmer 25B der Spindelmutter 23 zusammen. Jeder Mitnehmer 25A, 25B wird derart lange in der jeweiligen Nocke 27A, 27B bei einer Drehbewegung w der ersten und zweiten Kurvenscheibe 21A, 21B mitgenommen, bis er wieder aus jeweiligen Nocke 27A, 27B austritt.

[0032] Ferner ist mindestens eine Lagerung 29 für die Spindel 19 und die Spindelmutter 23 vorgesehen. Vorteilhaftweise ist die Lagerung 29 ein Kugelgewindetrieb. Kugelgewindetriebe zeichnen sich dadurch aus, dass zwischen der Spindelmutter 23 und der Spindel 19 sich Wälzkörper (nicht dargestellt) in Form von Kugeln in Laufrillen 31 abrollen und so Axialbewegungen mit einem hohen Wirkungsgrad sichern.

[0033] Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laststufenschalters 1, wie auch in Fig. 1 gezeigt, sieht eine Verdrehsicherung 33 vor, so dass die Spindel 19 gegen ein Verdrehen gesichert ist. Da einem Fachmann Verdrehsicherungen 33 für eine Spindel 19 bekannt sind, wird auf eine Beschreibung dieser verzichtet.

[0034] Fig. 2 zeigt eine schematische Perspektivansicht des Laststufenschalters 1 nach Fig. 1 bei einem geschlossenen Stromkreis. Dies beruht darauf, dass die Spindel 19 in Richtung der Achse A im Vergleich zu Fig. 1 auf Höhe der Ebene E ist. D. h. der bewegliche Kontakt 17 ist mit dem unteren Stößel 39 der Vakuumschaltröhre 3 mechanisch gekoppelt (s. hierzu Fig. 4). Somit ist der Stromkreis geschlossen und es fließt Strom.

[0035] Weitere in dieser Darstellung zu entnehmenden Merkmale einschließlich ihrer Bezugszeichen sind identisch mit dem Laststufenschalter 1 nach Figur 1 und sind dieser daher zu entnehmen.

[0036] Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht eines Lastumschalters 5 des erfindungsgemäßen Laststufenschalters 1 (s. Fig. 1) bei einem offenen Stromkreis, wobei eine Druckfeder 37 zwischen einer Spindel 19 und dem beweglichen Kontakt 17 angeordnet ist. Die Druckfeder 37 ist dafür vorgesehen, dass der bewegliche Kontakt 17 in Richtung der Achse A mechanisch vorspannt ist und ein Elektroabbrand vermieden wird.

[0037] Wie bereits beschrieben, ist der elektrische Kontakt 17 aus einem oberen Stößel 37 und weiteren zur elektrischen Übertragung bestehenden Bauteilen (nicht dargestellt) ausgebildet. Auf eine genauere Beschreibung des elektrischen Kontakts 17 wurde aufgrund im Stand der Technik bekannter Bauweisen verzichtet. Fig. 3 zeigt auch, dass in jeder Vakuumschaltröhre 3 ein unterer Stößel 39 ausgebildet ist. Da hier der beweglichen Kontakt 17 zu dem unteren Stößel 39 der Vakuumschaltröhre 3 beabstandet ist, ist der Stromkreis offen.

[0038] Weitere hier zu entnehmenden Merkmale einschließlich ihrer Bezugszeichen sind identisch mit den vorherigen Figuren 1 und 2 und sind dieser daher zu entnehmen.

[0039] Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des Lastumschalters 5 nach Fig. 3 bei einem geschlossenen Stromkreis, da der bewegliche Kontakt 17 mit dem unteren Stößel 39 der Vakuumschaltröhre 3 mechanisch gekoppelt ist. Somit fließt Strom. Zum Ausgleich der durch einen Kontaktabbrand entstehenden Veränderung des Axialweges, den jeder bewegliche Kontakt 17 bei seiner durch die Spindel 19 eingeleiteten Kraftfluss bewirkten Axialbewegung zurücklegt, ist in einer Lagereinheit 41 zur Lagerung des beweglichen Kontakts 17 ein Axialspiel 43 zwischen der Lagereinheit 41 und dem beweglichen Kontakt 17 vorgesehen.

BEZUGSZEICHEN

[0040] 

1

Laststufenschalter

3

Vakuumschaltröhre

5

Lastumschalter

7

Wähler

9

Stufentransformator

11

Antriebswelle

13

Kraftspeicher

15

Getriebe

17

beweglicher Kontakt

19

Spindel

21A, 21B

erste, zweite Kurvenscheibe

23

Spindelmutter

25A, 25B

Mitnehmer

27A, 27B

erste, zweite Nocke

29

Lagerung

31

Laufrille

33

Verdrehsicherung

35

Druckfeder

37

oberer Stößel

39

unterer Stößel

41

Lagereinheit

43

Axialspiel

A

Achse

E

Ebene

ω

Drehbewegung

n

beschaltete Wicklungsanzapfung

n+1

vorwählbare Wicklungsanzapfung

Ansprüche

1. Laststufenschalter (1) mit

- mindestens zwei Vakuumschaltröhren (3),

- einem Wähler (7) zur Anwahl einer jeweiligen Wicklungsanzapfung (n, n+1) eines Stufentransformators (9),

- einem Lastumschalter (5) zur Umschaltung von der beschalteten Wicklungsanzapfung (n) auf die jeweils vorgewählte Wicklungsanzapfung (n+1),

- einer drehbaren Antriebswelle (11), die mit dem Wähler (7) mechanisch gekoppelt ist, und

- einem Getriebe (15) zur Betätigung eines beweglichen Kontaktes (17) einer jeweiligen Vakuumschaltröhre (3),

dadurch gekennzeichnet, dass

- jeweils eine in Richtung einer Achse (A) der jeweiligen Vakuumschaltröhre (3) bewegliche und mit dem beweglichen Kontakt (17) gekoppelte Spindel (19) vorgesehen ist, die über das Getriebe (15) betätigbar ist.

2. Laststufenschalter (1) nach dem vorigen Anspruch, wobei das Getriebe (15) mindestens eine Kurvenscheibe (21A, 21B), eine Spindelmutter (23) und mindestens einen auf der Spindelmutter (23) in Richtung der Achse (A) ausgebildeten Mitnehmer (25A, 25B) aufweist.

3. Laststufenschalter (1) nach dem vorigen Anspruch, wobei die mindestens eine Kurvenscheibe (21A, 21B) mindestens eine Nocke (27A, 27B) trägt, so dass bei einer Drehbewegung (w) einer Kurvenscheibe (21A, 21 B) mindestens ein Mitnehmer (25A, 25B) mit der Nocke (27A, 27B) zusammenwirkt.

4. Lastumschalter (1) nach dem vorvorigen Anspruch, wobei eine erste Kurvenscheibe (21A) eine erste Nocke (27A) und eine zweite Kurvenscheibe (21B) eine zweite Nocke (27B) trägt, wobei die erste Nocke (27A) mit dem mindestens einen ersten Mitnehmer (25A) und die zweite Nocke (27B) mit dem mindestens einen zweiten Mitnehmer (25B) der Spindelmutter (23) zusammenwirkt.

5. Laststufenschalter (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das Getriebe (15) ein Kurvenschrittgetriebe ist.

6. Laststufenschalter (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei mindestens eine Lagerung (29) für die Spindel (19) und die Spindelmutter (23) vorgesehen ist, die als ein Wälzlager, Gleitgewindetrieb und/oder Kugelgewindetrieb ausgebildet ist.

7. Laststufenschalter (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei eine Verdrehsicherung (33) vorgesehen ist, die die Spindel (19) gegen ein Verdrehen sichert.

8. Laststufenschalter (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei eine Druckfeder (35) zwischen der Spindel (19) und dem beweglichen Kontakt (17) angeordnet ist, die den beweglichen Kontakt (17) in Richtung der Achse (A) mechanisch vorspannt.

9. Antrieb für einen Lastumschalter (5) mit mindestens zwei Vakuumschaltröhren (3), einer drehbaren Antriebswelle (11) und einem Getriebe (15) zur Betätigung eines beweglichen Kontakts (17) einer jeweiligen Vakuumschaltröhre (3),
dadurch gekennzeichnet, dass

- jeweils eine Spindel (19) mit dem beweglichen Kontakt (17) mechanisch gekoppelt ist, wobei die Spindel (19) über das Getriebe (15) drehbar ist, so dass eine Bewegung des Kontakts (17) in Richtung einer Achse (A) der jeweiligen Vakuumschaltröhre (3) bewirkbar ist.

10. Antrieb nach vorigen Anspruch, wobei das Getriebe (15) mindestens eine Kurvenscheibe (21A, 21 B), die jeweils mindestens eine Nocke (27A, 27B) trägt, eine Spindelmutter (23) und mindestens einen auf der Spindelmutter (23) in Richtung der Achse (A) ausgebildeten Mitnehmer (25A, 25B) aufweist, der mit der mindestens einen Nocke (27A, 27B) der jeweiligen Kurvenscheibe (21A, 21 B) zusammenwirkt.

Claims

1. On-load tap changer (1) with at least two vacuum interrupters (3),
a selector (7) for selecting a respective winding tap (n, n+1) of a tapped transformer (9),
a load changeover switch (5) for switching over from the connected winding tap (n) to the respective preselected winding tap (n+1),
a rotatable drive shaft (11), which is mechanically coupled with the selector (7), and
a transmission (15) for actuating a movable contact (17) of a respective vacuum interrupter (3),
characterised in that
a respective spindle (19), which is movable in the direction of the axis (A) and coupled with the movable contact (17) and which is actuable by way of the transmission (15), is provided.

2. On-load tap changer (1) according to claim 1, wherein the transmission (15) comprises at least one cam disc (21A, 21B), a spindle nut (23) and at least one entrainer (25A, 25B) formed on the spindle nut (23) in the direction of the axis (A).

3. On-load tap changer (1) according to claim 2, wherein the at least one cam disc (21A, 21B) carries at least one lobe (27A, 27B) so that when a rotational movement (ω) of a cam disc (21A, 21B) takes place at least one entrainer (25A, 25B) co-operates with the lobe (27A, 27B).

4. On-load tap changer (1) according to claim 2, wherein a first cam disc (21A) carries a first lobe (27A) and a second cam disc (21B) carries a second lobe (27B), and wherein the first lobe (27A) co-operates with the at least one first entrainer (25A) and the second lobe (27B) co-operates with the at least one second entrainer (25B) of the spindle nut (23).

5. On-load tap changer (1) according to any one of the preceding claims, wherein the transmission (15) is a cam step transmission.

6. On-load tap changer (1) according to any one of the preceding claims, wherein at least one bearing (29), which is constructed as a roller bearing, slide screw and/or ball screw, for the spindle (19) and the spindle nut (23) is provided.

7. On-load tap changer, (1) according to any one of the preceding claims, wherein rotational securing means (33) securing the spindle (19) against rotation is provided.

8. On-load tap changer (1) according to any one of the preceding claims, wherein a compression spring (35) is arranged between the spindle (19) and the movable contact (17) and mechanically biases the movable contact (17) in the direction of the axis (A) of the load changeover switch (5).

9. Drive for a load changeover switch (5) with at least two vacuum interrupters (3), a rotatable drive shaft (11) and a transmission (15) for actuating a movable contact (17) of a respective vacuum interrupter (3),
characterised in that
a respective spindle (19) is mechanically coupled with the movable contact (17), wherein the spindle (19) is rotatable by way of the transmission (15) so that a movement of the contact (17) in the direction of an axis (A) of the load changeover switch (5) can be provided.

10. Drive according to claim 9, wherein the transmission (15) comprises at least one cam disc (21A, 21B), which carries at least one respective lobe (27A, 27B), a spindle nut (23) and at least one entrainer (25A, 25B), which is formed on the spindle nut (23) in the direction of the axis (A) and which co-operates with the at least one lobe (27A, 27B) of the respective cam disc (21A, 21B).

Revendications

1. Commutateur de prises en charge (1) ayant,

- au moins deux tubes de commutation sous vide (3),

- un sélecteur (7) pour sélectionner une prise de bobine respective (n, n+1), un transformateur à prises (9),

- un commutateur de charge (5) pour commuter d'une prise d'enroulement (n), branchée, vers la prise d'enroulement présélectionnée (n+1) respective,

- un arbre d'entrainement (11) couplé mécaniquement au sélecteur (7), et

- une transmission (15) pour actionner un contact mobile (17) d'un tube de commutation sous vide (3), respectif,

commutateur caractérisé en ce que
il comporte une broche (19) mobile, respectivement dans la direction de l'axe (A) du tube de commutation sous vide (3) respectif, et couplé à un contact mobile (17), cette broche étant actionnée par la transmission (15).

2. Commutateur de prises en charge (1) selon la revendication précédente,
dans lequel
la transmission (15) comporte au moins une came (21A, 21B), un écrou à broche (23) et au moins un organe d'entrainement (25A, 25B) réalisé dans la direction de l'axe (A) sur l'écrou à broche (23).

3. Commutateur de prises en charge (1) selon l'une des revendications précédentes,
dans lequel
au moins une came (21A, 21B) comporte au moins un bossage (27A, 27B) de façon que pour un mouvement de rotation (ω) d'une came (21A, 21B), au moins un organe d'entrainement (25A, 25B) coopère avec le bossage (27A, 27B).

4. Commutateur de prises en charge (1) selon l'une des revendications précédentes,
dans lequel
une première came (21A) a un premier bossage (27A) et une seconde came (21B) a une seconde bossage (27B), le premier bossage (27A) coopérant avec au moins un premier organe d'entrainement (25A) et le second bossage (27B) coopérant avec au moins un second organe d'entrainement (25B) de l'écrou à broche (23).

5. Commutateur de prises en charge (1) selon l'une des revendications précédentes,
dans lequel
la transmission (15) est une transmission pas-à-pas à came.

6. Commutateur de prises en charge (1) selon l'une des revendications précédentes,
dans lequel
il est prévu au moins un palier (29) pour la broche (19) et l'écrou à broche (23), ce palier étant en forme de palier à roulement, de transmission à vis de glissement et/ou de transmission à vis à billes.

7. Commutateur de prises en charge (1) selon l'une des revendications précédentes,
dans lequel
il est prévu un dispositif de blocage en rotation (33) qui solidarise la broche (19) en rotation.

8. Commutateur de prises en charge (1) selon l'une des revendications précédentes,
dans lequel
un ressort de compression (35) prévu entre la broche (19) et le contact mobile (17), assure la précontrainte du contact mobile (17) dans la direction de l'axe (A).

9. Entrainement d'un commutateur de prises en charge (5) comportant au moins deux tubes de commutation sous vide (3), un arbre d'entrainement (11) et une transmission (15) pour actionner un contact mobile (17), un tube de commutation sous vide (3),
caractérisé en ce que
chaque fois une broche (19) est couplée mécaniquement au contact mobile (17), la broche (19) étant entrainée en rotation par la transmission (15) de façon à produire un mouvement du contact (17) dans la direction de l'axe (A) du tube de commutation sous vide (3) respectif.

10. Entrainement selon la revendication précédente,
dans lequel
la transmission (15) comporte au moins une came (21A, 21B) portant respectivement au moins un bossage (27A, 27B), un écrou à broche (23) et au moins un organe d'entrainement (25A, 25B) réalisé sur l'écrou à broche (23) dans la direction de l'axe (A), cet organe d'entrainement coopérant avec au moins un bossage (27A, 27B) de la came (21A, 21B) respectif.

Zeichnung